Influence des procédés de la filière traitement thermique sur les caractéristiques et les évolutions bio-physico-chimiques des Mâchefers d'Incinération d'Ordures Ménagères (MIOM)
par Eva Rendek
Thèse de doctorat en Sciences et techniques du déchet
Sous la direction de Patrick Germain et de Gaëlle Ducom.
Soutenue en 2006
à Lyon, INSA , en partenariat avec LAEPSI - Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et Systèmes Industriels (Lyon, INSA) (laboratoire) .
mots clés-
Résumé
L'évolution réglementaire en matière de gestion des déchets incite à la valorisation des Mâchefers d'Incinérations d'Ordures Ménagères (MIOM), notamment à leur réutilisation en matière routière. Or les caractéristiques physiques et techniques de ces sous produits sont en pleine évolution. Ces modifications constitutives résultent de l'évolution de plusieurs facteurs techniques et socio-économiques de la filière (nature des déchets incinérés, conditions d'incinération, conditions de stockage, prétraitement,. . . ). Afin de comprendr les paramètres influant sur la composition et le comportement à long terme des mâchefers, 6 lots de MIOM ont été sélectionnés avec notre partenaire industriel NOVERGIE SUEZ et comparés. La synthèse de ce travail consiste en la corrélation des résultats de la phase expérimentale et des données relatives aux caractéristiques des filières. Un lien a été clairement établi entre la nature des déchets incinérés et la composition des mâchefers. La fraction massique de verre prélevée par une collecte sélective efficace a un impact direct sur les teneurs relatives en calcium et silicium dans les MIOM et sur la conduite des fours (modification du PCI). Le rapport Ca/Si a des conséquences sur le potentiel de carbonatation des MIOM et, de ce fait, sur leur stabilisation vis à vis du relargage de certains métaux lourds qui conditionne leur valorisation. En dehors de la lixiviation des métaux lourds, le second paramètre qui peut limiter la valorisation des MIOM est le taux de matière organique résiduelle lixiviable. Sur ce point, des corrélations (à l'échelle du laboratoire) entre matière organique biodégradable et lixiviable ont été mises en évidence. Il n'y a pas de lien évident entre l'efficacité de la collecte des fractions organiques (plastiques, papiers-cartons, fermentescibles) et le taux d'imbrûlés dans les MIOM. Ce dernier paraît essentiellement dépendant des technologies de combustion et de la conduite des fours. La méthode microcalorimétrique mise en cours de ce travail a permis de différencier les 6 MIOM étudiés en affinant certaines caractéristiques des molécules organiques imbrûlées. Il existe deux types de molécules dont les paramètres de combustion (température et enthalpie) sont sensiblement différents. Une de ces deux fractions est constituée, pour partie, de molécules solubles. La méthode développée paraît siffisamment fiable, en terme de répétitivité, pour que l'on puisse l'envisager comme appui aux gestionnaires d'incinérateur pour le suivi de la conduite des fours
-
Titre traduit
Influence of waste input and process technology on Municipal Solid Waste Incinerator
-
Résumé
The waste input and the process technology of the plant appear to have a great influence on bottom ash quality. To better understand how these parameters can affect the residues characteristics, bottom ash from 6 different plants were tested and compared in this study. Bottom ash physico-chemical characteristics were investigated by chemical analyses, and leaching tests. In order to understand their long-term behavior, accelerated ageing experiments and biodegradation tests were also performed. The whole analyses gave complementary information. It was shown that the 6 samples do have different properties. Waste input have a great influence on Cl and S content in bottom ash, as well as on the Ca/Si ratio. The importance of this ratio on carbonation process has been demonstrated. Combustion parameters have an influence on quantity and mobility of the residual organic matter. Biological and physicochemical experiments were coupled with a view to developing a new rapid assessment method of bottom ash quality. Comparative results of leaching tests and biodegradation experiments showed a positive correlation between dissolved carbon and microbial activity. However, quantities of biodegraded or leached carbon are not representative of the samples total organic carbon content. Thermal analysis have revealed the presence of two fractions of organic components, showing different thermal behaviors. One of them can be directly linked to the leachable and biodegradable organic matter fraction. Calorimetric test is then a novel analysis method that allows to provide rapid and global information concerning the characteristics of organic matter in bottom ash and its possible short and long-term evolution.
